DE102020209233A1 - Verfahren zum automatisierten Wechsel einer Materialkassette bei der Herstellung von Fahrzeugreifen - Google Patents

Verfahren zum automatisierten Wechsel einer Materialkassette bei der Herstellung von Fahrzeugreifen Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen:a) Bereitstellen einer ersten Materialkassette mit einer aufgewickelten ersten Materiallage (1),b) Fördern der ersten Materiallage (1) mit einer Kassettenrolle (10) aus der Materialkassette zu einer Speicherschleife (5) einer Reifenbaumaschine,c) Einsetzen einer Stopp-Vorrichtung (5) zum Halten der Materiallage (1) in einer Fördervorrichtung (11),f) Einsetzen einer Schneidvorrichtung (12), wobei mit der Schneidvorrichtung (12) die erste Materiallage (1) in der Fördervorrichtung (11) durchtrennt wird,g) Zurückfördern der ersten Materiallage (1) in die erste Materialkassette,h) Austauschen der ersten Materialkassette mit einer zweiten Materialkassette mit einer neuen zweiten Materiallage (17),i) Fördern des vorderen Materialendes (14) der zweiten Materiallage (17) auf die Kassettenrolle (15) der zweiten Materialkassette,j) Greifen des hinteren Materialendes (13) der ersten Materiallage (1) mit einem Greifmittel (3),k) Verbinden des hinteren Materialendes (13) der ersten Materiallage (1) mit dem vorderen Materialende (14) der neuen zweiten Materiallage (17),wobei beide Materialenden (13, 14) mit einem Überlappungssplice (16) verbunden werden,l) Weiterfördern der verbundenen ersten und zweiten Materiallage (1, 17) zur Speicherschleife der Reifenbaumaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Wechsel einer Materialkassette bei der Herstellung von Fahrzeugreifen.
  • Es ist bekannt, dass bei der Reifenherstellung Materialkassetten eingesetzt werden, in denen Materiallagen für den Reifenbau aufgewickelt sind.
  • Die Materialkassetten dienen dazu, die einzelnen Materiallagen, die für den Reifenbauprozess notwendig sind, in einem Speicher für die Reifenbaumaschine bereitzustellen. Wenn ein Rezeptwechsel an der Reifenbaumaschine vorgesehen ist, muss die aktuelle Materialkassette durch eine neue Materialkassette ersetzt werden.
  • Ein Rezeptwechsel bedeutet, dass z.B. eine neue Materiallage mit einer anderen Gummimischung eingesetzt werden soll.
  • Das Austauschen der Materialkassette durch eine neue Materialkassette ist mit einem hohen personellen und zeitlichen Aufwand verbunden.
  • Außerdem muss der Reifenbauprozess an der Baumaschine unterbrochen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem der Herstellungsprozess an einer Reifenbaumaschine verbessert wird.
  • Insbesondere soll der Prozess beim Auswechseln einer Materialkassette an der Reifenbaumaschine verbessert werden.
  • Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruchs 1 mit einem Verfahren mit folgenden Schritten:
    • a) Bereitstellen einer ersten Materialkassette mit einer aufgewickelten ersten Materiallage,
    • b) Fördern der ersten Materiallage mit einer Kassettenrolle aus der Materialkassette zu einer Speicherschleife einer Reifenbaumaschine,
    • c) Einsetzen einer Stopp-Vorrichtung zum Halten der Materiallage in einer Fördervorrichtung,
    • f) Einsetzen einer Schneidvorrichtung, wobei mit der Schneidvorrichtung die erste Materiallage in der Fördervorrichtung durchtrennt wird,
    • g) Zurückfördern der ersten Materiallage in die erste Materialkassette,
    • h) Austauschen der ersten Materialkassette mit einer zweiten Materialkassette mit einer neuen zweiten Materiallage,
    • i) Fördern des vorderen Materialendes der zweiten Materiallage auf die Kassettenrolle der zweiten Materialkassette,
    • j) Greifen des hinteren Materialendes der ersten Materiallage mit einem Greifmittel ,
    • k) Verbinden des hinteren Materialendes der ersten Materiallage mit dem vorderen Materialende der neuen zweiten Materiallage, wobei beide Materialenden mit einem Überlappungssplice verbunden werden,
    • l) Weiterfördern der verbundenen ersten und zweiten Materiallage zur Speicherschleife der Reifenbaumaschine.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass mit dem neuen Verfahren der Herstellungsprozess an Reifenbaumaschinen wesentlich verbessert wird. Mit dem neuen Verfahren kann das Auswechseln einer aktuellen Materialkassette mit einer neuen Materialkassette automatisiert erfolgen.
  • Es wird dabei sichergestellt, dass das abgetrennte hintere Materialende der ersten Materiallage in der ersten Materialkassette automatisiert mit dem vorderen Materialende der zweiten Materiallage der neuen Materialkassette sicher miteinander mitverbunden werden. Dieses Verbinden der Materialenden würde ansonsten manuell durch einen Bediener erfolgen und dadurch die Zykluszeit an der Reifenbaumaschine stark beeinträchtigen.
  • Durch das neue Verfahren wird der Materialwechsel an der Reifenbaumaschine automatisiert durchgeführt. Dadurch wird die Zykluszeit bei einem Materialwechsel an einer Reifenbaumaschine wesentlich verkürzt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt g) mit einem ersten Sensor die Position des vorderen Materialendes der ersten Materiallage auf der Kassettenrolle der ersten Materialkassette kontrolliert wird, wobei bei einem Detektieren des Materialendes der ersten Materiallage das Zurückfördern gestoppt wird, um den Austausch der ersten Materialkassette gegen die zweite Materialkassette einzuleiten.
    Dadurch muss ein Bediener nicht mehr kontrollieren, wann das Zurückfördern der Materiallage in die Materialkassette gestoppt werden muss. Dieser Vorgang erfolgt automatisiert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt g) der Austausch der ersten Materialkassette gegen die zweite Materialkassette eingeleitet wird, wenn die erste Materiallage mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen in die erste Materialkassette zurückgefördert worden ist.
    Dieser Prozess lässt sich einfach automatisieren. Es muss kein Bediener an der Materialkassette bereit stehen, um das Stoppen des Zurückfördern der Materiallage in die Materialkassette einzuleiten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Durchtrennen der ersten Materiallage mit der Schneidvorrichtung auf einem Schneidbalken in der Fördervorrichtung erfolgt.
    Dadurch kann die Materiallage auf dem Schneidbalken mit einer hohen Präzision durchtrennt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Greifmittel ein Saugbalken ist, mit dem das hintere Materialende der ersten Materiallage gegriffen und über die Kassettenrolle transportiert wird.
    Der Saugbalken saugt das hintere Materialende mit einer Saugkraft an und stellt dadurch sicher, dass das Materialende sich nicht vom Greifmittel ablösen kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbinden der beiden Materialenden mit dem Saugbalken auf der Kassettenrolle erfolgt.
    Dadurch können die beiden Materialenden mit einem hohen Anpressdruck miteinander verbunden werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung zwei Rollen mit autonomen Antrieben umfasst.
    Mit den beiden Rollen kann die Materiallage mit einer hohen Präzision auf der Ablage positioniert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Sensor ein optisches Kamerasystem mit einer digitalen Bildverarbeitung umfasst.
    Mit einem optischen Kamerasystem lässt sich das hintere Materialende einer Materiallage einfach in seiner Position überwachen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Sensor ein Laserabtastsystem oder ein Lichtschnittverfahren umfasst.
    Ein Laserabtastsystem oder ein Lichtschnittverfahren stellen ebenfalls geeignete Sensoren dar, weil sie eine schnelle Reaktionszeit besitzen, um das Materialende zu detektieren.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
    • 1: ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren
    • 2 bis 10: einzelne Verfahrensschritte des Verfahrens.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren in einer Seitenansicht. Die Materiallage 1 ist in einer Materialkassette aufgewickelt. Von der Materialkassette ist lediglich die Kassettenrolle 10 dargestellt. Bei der Materiallage 1 kann es sich beispielsweise um Innenschichtmaterial oder Karkasslagenmaterial für einen Fahrzeugreifen handeln. Die Materiallage 1 wird über die Kassettenrolle 10 der Fördervorrichtung 11 zugeführt. Die Fördervorrichtung 11 umfasst insbesondere zwei autonom angetriebene Rollen 7 und 8, eine Ablage bzw. einen Schneidbalken 6 und eine Bremsrolle 4. Die Materiallage 1 wird durch die Fördervorrichtung 11 gefördert und über eine Speicherschleife einer Reifenbaumaschine zugeführt. Von der Speicherschleife ist schematisch ein oberer Teil 5 dargestellt. Oberhalb der Ablage 6 der Fördervorrichtung ist ein Saugbalken 3 und eine verfahrbare Schneidvorrichtung 12 angeordnet. Oberhalb der Kassettenrolle 10 ist ein erster Sensor 2 angeordnet, der dazu dient, das Materialende der Materiallage 1 zu überwachen. Zwischen der Rolle 8 und der Ablage 6 ist ein zweiter Sensor 9 angeordnet.
  • Die 2 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Bremsrolle 4 heruntergefahren wird und die Materiallage 1 mit der unteren Rolle 7 der Fördervorrichtung 11 einklemmt.
    Mit dem Einklemmen der Materiallage 1 wird verhindert, dass der Teil 5 der Speicherschleife aufgrund von Schwerkrafteinflüssen hinunterfällt.
  • Die 3 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem Saugbalken 3 noch oben oder zur Seite gefahren wird, damit die Schneidevorrichtung 12 über den Schneidbalken 6 verfahren werden kann. Anschließend wird mit der Schneidevorrichtung 12 die Materiallage 1 auf dem Schneidbalken 6 durchtrennt.
  • Die 4 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die erste Materiallage 1 in die erste Materialkassette zurückgefördert wird. Der Sensor 2 überwacht diesen Vorgang und stoppt oder verzögert das Zurückfördern, sobald er das Materialende 18 an der Kassettenrolle 10 detektiert hat. Der zweite Sensor 9 im Bereich der Rolle 8 der Fördervorrichtung kontrolliert ebenfalls das Zurückfördern des Materialendes 18 der Materiallage 1. Nachdem das Materialende 18 den Sensor 9 passiert hat, wird der Saugbalken 3 herabgefahren, der anschließend das Materialende 13 der ersten Materiallage greift.
  • Die 5 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Materiallage in die erste Materialkassette zurückgefördert worden ist.
  • Die 6 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die leere Materialkassette durch eine neue zweite Materialkassette mit neuem Material, z.B. mit einer neuen Gummimischung, ersetzt worden ist. Über die Kassettenrolle 15 der zweiten Kassette wird das vordere Materialende 14 der Materiallage zur Fördervorrichtung transportiert. Der erste Sensor 2 überwacht diesen Prozess, bei dem die neue Materiallage nach einem bestimmten Zeitabschnitt die Oberseite der Kassettenrolle 15 erreicht hat.
  • Die 7 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem das vordere Materialende 14 die Oberseite der Kassettenrolle 15 erreicht hat. Der erste Sensor 2 erkennt das vordere Materialende 14 und stoppt anschließend den Antrieb für die Kassettenrolle 15. Anschließend wird die Bremsrolle 4 nach oben gefahren.
  • Die 8 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der Saugbalken 3 das hintere Materialende der ersten Materiallage gegriffen und über die Kassettenrolle der zweiten Kassette transportiert hat. Anschließend erfolgt das Verbinden des vorderen Materialendes mit dem hinteren Materialende 13. Beide Materialenden werden fest mit dem Saugbalken 3 zusammengedrückt und dadurch ein Überlappungsspleiß erreicht.
  • Die 9 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der Saugbalken in seine Ausgangsposition zurückgefahren wird.
  • Die 10 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die zweite Materiallage 17 durch die Fördervorrichtung zur Reifenbaumaschine weiter transportiert wird. Der Überlappungsspleiß wird im vorderen Bereich der Reifenbaumaschine entweder manuell oder automatisiert entnommen. Der Wechsel der leeren Materialkassette gegen eine neue zweite Materialkassette mit einer neuen Materiallage kann ebenfalls automatisiert erfolgen. Der automatisierte Wechsel der Materialkassette kann beispielsweise durch ein fahrerloses Transportsystem oder durch einen automatisierten Kran erfolgen. Außerdem kann die Vorrichtung mit einem automatisierten Erkennungssystem ausgerüstet werden, mit der ein Wechsel der Materialkassette automatisch erkannt wird. Die Materialkassette könnte z.B. mit einem Transpondersystem ausgerüstet sein, um automatisch zu erkennen, ob die richtige Materialkassette mit dem benötigten Reifenbaumaterial eingesetzt worden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Erste Materiallage (z.B. Innerliner)
    2
    Erster Sensor
    3
    Saugbalken
    4
    Bremsrolle
    5
    Erste Materiallage als Teil der Speicherschleife
    6
    Ablage der Fördervorrichtung (insb. Schneidbalken)
    7
    Vordere Rolle der Fördervorrichtung
    8
    Hintere Rolle der Fördervorrichtung
    9
    Zweiter Sensor
    10
    Kassettenrolle der ersten Kassette
    11
    Fördervorrichtung
    12
    Schneidvorrichtung (insb. Messersystem)
    13
    Hinteres Materialende der ersten Materiallage
    14
    Vorderes Materialende der zweiten Materiallage
    15
    Kassettenrolle der zweiten Kassette
    16
    Überlappungssplice
    17
    Zweite Materiallage
    18
    Materialende der ersten Materiallage

Claims (10)

  1. Verfahren zum automatisierten Wechsel einer Materialkassette bei der Herstellung von Fahrzeugreifen, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer ersten Materialkassette mit einer aufgewickelten ersten Materiallage (1), b) Fördern der ersten Materiallage (1) mit einer Kassettenrolle (10) aus der Materialkassette zu einer Speicherschleife (5) einer Reifenbaumaschine, c) Einsetzen einer Stopp-Vorrichtung (4) zum Halten der Materiallage (1) in einer Fördervorrichtung (11), f) Einsetzen einer Schneidvorrichtung (12), wobei mit der Schneidvorrichtung (12) die erste Materiallage (1) in der Fördervorrichtung (11) durchtrennt wird, g) Zurückfördern der ersten Materiallage (1) in die erste Materialkassette, h) Austauschen der ersten Materialkassette mit einer zweiten Materialkassette mit einer neuen zweiten Materiallage (17), i) Fördern des vorderen Materialendes (14) der zweiten Materiallage (17) auf die Kassettenrolle (15) der zweiten Materialkassette, j) Greifen des hinteren Materialendes (13) der ersten Materiallage (1) mit einem Greifmittel (3), k) Verbinden des hinteren Materialendes (13) der ersten Materiallage (1) mit dem vorderen Materialende (14) der neuen zweiten Materiallage (17), wobei beide Materialenden (13, 14) mit einem Überlappungssplice (16) verbunden werden, 1) Weiterfördern der verbundenen ersten und zweiten Materiallage (1, 17) zur Speicherschleife der Reifenbaumaschine.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt g) mit einem ersten Sensor (2) die Position des vorderen Materialendes (18) der ersten Materiallage (1) auf der Kassettenrolle (10) der ersten Materialkassette kontrolliert wird, wobei bei einem Detektieren des Materialendes (1) der ersten Materiallage das Zurückfördern gestoppt wird, um den Austausch der ersten Materialkassette gegen die zweite Materialkassette einzuleiten.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt g) der Austausch der ersten Materialkassette gegen die zweite Materialkassette eingeleitet wird, wenn die erste Materiallage (1) mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen in die erste Materialkassette zurückgefördert worden ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchtrennen der ersten Materiallage (1) mit der Schneidvorrichtung (12) auf einem Schneidbalken (6) in der Fördervorrichtung (11) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel (3) ein Saugbalken ist, mit dem das hintere Materialende (13) der ersten Materiallage (1) gegriffen und über die Kassettenrolle (15) transportiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der beiden Materialenden (13, 14) mit dem Saugbalken (3) auf der Kassettenrolle (15) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (11) zwei Rollen (7, 8) mit autonomen Antrieben umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (2) ein optisches Kamerasystem mit einer digitalen Bildverarbeitung umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (2) ein Laserabtastsystem oder ein Lichtschnittverfahren umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialende der ersten Materiallage (13) nicht durch einen Schnitt mit der Schneidvorrichtung (12) erzeugt wurde sondern das Materialende der in der Materialkassette eingewickelten Materiallage beschreibt.
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